操作系统发展过程--单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统、实时系统

一、单道批处理系统

计算机早期，为了能提高利用率，需要尽量保持系统的连续运行，即在处理完一个作业之后，紧接着处理下一个作业，以减少机器的空闲等待时间

为了实现对作业的连续处理，需要先把一批作业以脱机的方式输入到磁带上，并在系统中配上监督程序（Monitor），使得作业能一个接一个地连续处理

处理过程如下：

·首先由监督程序将磁带上的第一个作业装入内存，并把运行控制权交给该作业

·当该作业处理完成时，将控制权交还给监督程序，再由监督程序把磁带上的第二个作业调入内存

·从而自动地一个接一个作业处理，直至所有作业完成

系统对作业地处理是成批进行的，但在内存中始终只保持一道作业，因此叫单道批处理系统

系统中的资源得不到充分的利用

内存中仅有一道程序，在程序运行中发出I/O请求后，CPU处于等待状态

I/O设备的低速性，导致CPU的利用率降低

为了能运行较大作业，计算机内存较大。实际上的中小型作业较多，造成内存资源浪费

多道批处理系统：用户所提交的作业先存放在外存上，排成一个“后备队列”，由作业调度程序按照一定的算法从队列中选择若干作业进入内存，这些作业共享CPU和系统中的各种资源

由于存在多个程序，因此CPU可以在一个作业的I/O阶段进行另一个作业的处理。多道程序交替运行，使CPU始终处于忙碌状态

优点	资源利用率高。提高内存利用率，CPU利用率，IO利用率	系统吞吐量大。CPU与其他资源保持忙碌状态，仅当作业完成时或运行不下去使才切换，系统开销小
缺点	平均周转时间长。作业排队处理，一般作业时间都较长	无交互能力。用户不能与提交的作业直接交互，不利于修改和调试程序

（1）处理机争用问题：既要满足程序运行需要，也要提高处理机利用率

（2）内存分配和保护问题：避免程序异常破坏其他程序

（3）IO设备分配问题：方便用户对设备的使用，提高利用率

（4）文件的组织和管理问题：有组织的存放大量程序和数据

（5）作业管理问题：要合理组织作业，满足不同用户需求

（6）用户与系统的接口问题：要方便用户操作

多道批处理系统的目的：提高资源利用率和系统吞吐量

分时系统的目的：满足用户对人--机交互的需求

（1）人--机交互。用户能独占整机，并对其直接控制，进行调试修改

（2）共享主机。多个用户共享一台计算机，并且每个人都尽量独立

因此，分时系统是一台主机上连接了多个配有显示器和键盘的终端组成的系统

·及时接收。系统中设置多路卡，实现分时多路复用，即主机以很快的速度周期性的扫描各个终端，在每个终端停留很短的时间，在时间内接收用户从终端上输入的数据。并且设置缓冲区保存用户数据

·及时处理。作业直接进入内存，作业不可以在磁盘上运行；采用轮转运行方式，每个作业执行一个时间片

实时系统：将时间作为参数，能对接收到的信号做出及时的反应

工业（武器）控制系统、信息查询系统、多媒体系统、嵌入式系统

周期性实时任务与非周期性实时任务：有周期循环执行或无明显周期性。都需要截止时间，用于规定任务开始的最晚时间与任务完成的最晚时间

硬实时任务与软实时任务：①硬实时任务：严格满足时间要求，否则出现严重后果②软实时任务：偶尔错过任务截止时间，并不产生较大影响

多路性	信息查询系统与分时系统都按分时原则为多个终端用户服务；实时控制系统是系统周期性对多路信息进行采集和控制
独立性	实时与分时系统的用户都是彼此相互独立的
及时性	实时控制系统的及时性：以控制对象要求的截止时间确定信息查询系统的及时性：由人能接收的等待时间确定
交互性	实时系统中：人能访问特定的专用服务程序或多媒体中发送暂停等指令分时系统中：向终端用户提供数据处理和资源共享等服务
可靠性	都要求可靠性，实时系统的可靠性一般更强